Perifere doorbloeding en oxygenatie in de voorarmspier bij klimmers tijdens een dynamische handknijptest

Transcriptie

1 Faculteit Geneeskunde en gezondheidswetenschappen Opleiding Lichamelijke Opvoeding en Bewegingswetenschappen Academiejaar Perifere doorbloeding en oxygenatie in de voorarmspier bij klimmers tijdens een dynamische handknijptest Masterproef voorgelegd tot het behalen van de graad van Master in de Lichamelijke Opvoeding en de Bewegingswetenschappen Door : Liesbeth Wulteputte Promotor : Prof. Dr. Jan Boone Begeleider : Drs. Bert Celie

2 II

3 VOORWOORD Al sinds de start in 1 ste bachelor droomde ik ervan om een thesis te schrijven met klimmers als onderwerp. Het is de sport waar ik naar toe leef en waar ik elke dag mee bezig ben. Om mijn sport dan nog eens wetenschappelijk te bestuderen en met tips voor trainingsmethodieken als conclusie was een gegeven waar ik alleen maar op kon hopen. In het voorlaatste jaar van mijn opleiding werd dit werkelijkheid. Doctoraatstudent Bert Celie kwam mij persoonlijk melden dat er het volgende jaar toch onderzoek gedaan zou worden bij klimmers en dit voor doorbloeding en zuurstofextractie. Ik was enorm gemotiveerd om klimmers te ronselen en wou voor mijn onderzoek enkel de beste. Tijdens het schrijven van deze thesis onderging mijn enthousiasme een bergrit van de Tour de France. Ik wil daarom Bert Celie en prof. dr. Jan Boone bedanken om mij steeds te begeleiden tijdens deze rit en de nodige kritische feedback te geven. Dankzij hen kon ik elke keer weer vol goede moed beginnen aan het schrijven van een nieuw deel, al leek dit soms niet zo. Zonder hen was dit niet mogelijk. Verder wil ik ook de klimmers uit dit onderzoek bedanken. Vaak offerden zij een trainingsdag op voor onze test, maar kwamen ze steeds enthousiast toe omdat dit onderwerp hen ook zo fascineert. Tenslotte wil ik ook mijn vriend, ouders en vrienden bedanken om mij steeds te steunen tijdens het schrijven van deze scriptie. III

4 ABSTRACT Doelstelling: Van klimmers wordt er verwacht dat ze specifieke trainingsadaptaties zullen vertonen ter hoogte van de voorarm aangezien deze spiergroep specifiek getraind wordt. In deze studie werd er dan ook beoogd om het fysiologisch profiel van de klimmer te bepalen en dit voor doorbloeding en deoxygenatie. Deze parameters hebben we nodig om het musculair zuurstofverbruik te bepalen volgens de wet van Fick. Verder werd ook de vasculaire conductie nagegaan. De klimmers in dit onderzoek werden nadien vergeleken met controles om zo de specifieke trainingsstatus van de voorarm te kunnen analyseren. Methodiek: 18 klimmers en 13 sedentaire controles namen deel aan dit onderzoek. Vooraleer de inspanningstest gestart werd, werd eerst een arteriële occlusie uitgevoerd om zo de maximale deoxy[hb+mb] welke een maat is voor microvasculaire O 2 extractie uit te lokken. Nadien werd er gestart aan 20% van de eerder bekomen MVC. Het protocol bestaat uit 2 min knijpen aan een bepaalde intensiteit en 1 min rust wat steeds herhaald wordt met een hogere intensiteit. De test werd uitgevoerd tot uitputting. Doorbloeding werd geregistreerd na elke inspanning a.d.h.v. Doppler Ultrasound en deoxy[hb+mb] werd continu gemeten d.m.v. Near-Infrared Spectroscopy. De doorbloeding werd geregistreerd ter hoogte van de a. brachialis en de NIRS-probe werd geplaatst op de mediale spierbuik van de m. flexor carpi radialis en m. flexor carpi ulnaris. Resultaten: Uit de statistische analyse bleek dat er 2 interactie-effecten waren en dit voor doorbloeding en absolute deoxygenatie. Verder werd er voor elke parameter een hoofdeffect voor intensiteit gevonden. Enkel voor relatieve deoxygenatie werd geen significant verschil tussen beide groepen gevonden. Er werden ook significante correlaties gerapporteerd tussen MVC en doorbloeding enerzijds en MVC en absolute deoxygenatie anderzijds. Ook tussen doorbloeding en absolute deoxygenatie werd een significant positief verband gevonden. Conclusie: Klimmers tonen zoals vooraf verwacht trainingsadaptaties ter hoogte van de voorarm en dit zowel voor perifere doorbloeding als oxygenatie. Relatief gezien hebben klimmers en controles echter een zelfde deoxygenatiewaarde wat aantoont dat ze een gelijk aandeel O 2 zullen extraheren. Gezien klimmers een hogere MVC hadden, zullen ze wel steeds een grotere nood hebben aan zuurstof in vergelijking met controles voor dezelfde intensiteit. IV

5 Om verder onderzoek bij de klimpopulatie te optimaliseren, dient er wel rekening gehouden te worden met de huidige methodologische limitaties. V

6 INHOUDSTABEL VOORWOORD... III ABSTRACT... IV INHOUDSTABEL... VI LITERATUURSTUDIE MUSCULAIRE ENERGIELEVERING FYSIOLOGISCH PROFIEL VAN DE KLIMSPORT Lead Boulder Conclusie PERIFERE DOORBLOEDING EN OXYGENATIE Validiteit en betrouwbaarheid voor het meten van doorbloeding Validiteit en betrouwbaarheid voor het meten van oxygenatie PERIFERE DOORBLOEDING EN OXYGENATIE BIJ SPORTPOPULATIES Algemeen Perifere doorbloeding bij klimmers Perifere oxygenatie bij klimmers PROBLEEMSTELLING EN HYPOTHESE METHODE EN TECHNIEKEN POPULATIE MATERIAAL STUDIEDESIGN EN TESTPROTOCOL DATA-ANALYSE Doorbloeding Perifere oxygenatie Vasculaire conductie STATISTISCHE ANALYSE VI

7 RESULTATEN ANTROPOMETRIE MAXIMALE HANDKNIJPKRACHT PERIFERE DOORBLOEDING Arteriële occlusie Tijdens inspanning PERIFERE OXYGENATIE Arteriële occlusie Absolute deoxygenatie Relatieve deoxygenatie CORRELATIES Verband perifere doorbloeding en deoxygenatie Verband tussen MVC, maximale doorbloeding en maximale deoxygenatie VASCULAIRE CONDUCTIE Mean arterial pressure (MAP) Vasculaire conductie LEAD & BOULDER DISCUSSIE DOORBLOEDING TIJDENS INSPANNING DEOXYGENATIE TIJDENS INSPANNING DOORBLOEDING EN DEOXYGENATIE VASCULAIRE CONDUCTIE LEAD VS BOULDER LIMITATIES CONCLUSIE REFERENTIELIJST BIJLAGES Infobrief VII

8 LITERATUURSTUDIE LITERATUURSTUDIE 1. MUSCULAIRE ENERGIELEVERING De energielevering in de spier gebeurt op 3 verschillende manieren. Het fosfocreatinesysteem en het anaeroob lactisch systeem zorgen voor energie bij explosieve (max. 14 seconden) of bij korte inspanningen (max. 3 minuten). Het aeroob lactisch systeem daarentegen zal zuurstof gebruiken om energie te leveren bij langdurige inspanningen (Wilmore et al. 2012). Het functioneren van het aeroob metabolisme kan gekwantificeerd worden aan de hand van de Wet van Fick. Deze wet stelt immers dat het lokale zuurstofverbruik in de spier (mvo2) gelijk is aan het product van de doorbloeding (Qm) en de zuurstofextractie ( a-v O2 verschil ). mvo 2 = Q m * (a-v) O 2 verschil De doorbloeding is echter niet alleen belangrijk voor de zuurstofvoorziening van de spier maar zal het lichaam eveneens bevoorraden met voedingsstoffen en helpen met afvoeren van afvalstoffen. Deze levering wordt mogelijk gemaakt door het cardiovasculair systeem wat het geheel van het hart, arteriën, venen, capillairen en zuurstofrijk bloed omvat. Het bloed wordt van het hart naar de periferie gestuwd via de arteriën en capillairen. Deze stuwing vindt plaats door drukverschillen binnen het cardiovasculair systeem : het bloed stroomt steeds van een gebied met hoge druk naar een gebied met een lagere druk. Deze drukverschillen zijn afhankelijk van de lengte en diameter van de bloedvaten en de viscositeit van het bloed. Als de druk binnen de bloedvaten verandert, heeft dit te maken met het vergroten of verkleinen van de diameter van het bloedvat. Deze wijzigingen worden bepaald door 2 mechanismen: autoregulatie en extrinsieke neurale controle. Lokale controle van bloedvoorziening wordt autoregulatie of intrinsieke controle genoemd. De arteriën bepalen autonoom of ze verwijden of versmallen naargelang de nood aan zuurstof of het voorkomen van afvalproducten. Bij extrinsieke controle zal het zenuwstelsel, en meer specifiek het sympathisch zenuwstelsel, zorgen voor de wijzigingen in bloedtoevoer. In rust zal de doorbloeding vooral extrinsiek gereguleerd worden. 1

9 LITERATUURSTUDIE De doorbloeding wijzigt naargelang de staat van het lichaam. Bij inspanning zal het sympathisch zenuwstelsel ervoor zorgen dat er een algemene vasoconstrictie plaats vindt en het bloed herverdeeld wordt van de inactieve regio s in het lichaam en naar de actieve spiermassa gaat waardoor ook de bloeddruk zal stijgen. Zo gaat er in rust slechts 15-20% van het hartminuutvolume naar de spieren en bij intensieve inspanning tot 80 à 85%. Deze grotere bloedtoevoer wordt de hyperemische respons ten gevolge van inspanning genoemd. Proctor et Newcomer (2006) tonen aan dat deze respons groter zal zijn in de armen dan in de benen (zie figuur 1). Na een arteriële occlusie zal er een kleinere relatieve toename zijn van doorbloeding in de benen dan in de armen wat het gevolg zou kunnen zijn van wijzigingen in het endothelium en de vaatwand door een hogere bloeddruk gedurende het rechtstaan (Newcomer et al. 2004). Figuur 1 Piek in hyperemische respons na 10 min arteriële occlusie in armen ( ) en benen ( ) Newcomer et al. (2004) Door herhaaldelijk het cardiovasculair systeem te prikkelen, zullen er trainingsadaptaties plaatsvinden in het cardiovasculair systeem dat ook de doorbloeding zal beïnvloeden. Op perifeer niveau zorgt uithoudingstraining voor aanpassingen zoals een toename van de capillairen in de actieve spiermassa, een hogere capillaire densiteit en een hogere rekrutering van deze bestaande capillairen (Wilmore et al. 2012). Al deze aanpassingen impliceren een hogere perfusie ter hoogte van de spier. Op cardiovasculair niveau, zal uithoudingstraining het bloedvolume, slagvolume, hartminuutvolume en de vasculaire conductie verhogen en voor een effectievere herverdeling van het bloed zorgen zodat de actieve spiermassa steeds bevoorraad kan worden met zuurstofrijk bloed. De maximale hartfrequentie blijft quasi ongewijzigd (Wilmore et al., 2012, Sinoway et al., 1986, Blomqvist 1983). 2

10 LITERATUURSTUDIE Zoals hierboven vermeld, wordt zuurstof via het bloed aangereikt aan de spieren waarbij de uitwisseling van zuurstof tussen de capillairen en het spierweefsel O 2 -diffusie wordt genoemd. In rust bevat arterieel bloed 20ml zuurstof per 100ml bloed. Als het bloed doorheen de capillairen naar de venen gaat, bevat het bloed nog maar 15 à 16ml zuurstof per 100ml bloed. Dit verschil in zuurstof tussen arterieel en veneus bloed wordt het arterio-veneus O 2 verschil genoemd, wat hier 4 à 5ml per 100ml bedraagt. Deze zuurstofextractie of oxygenatie is proportioneel met het gebruik ervan voor oxidatieve energielevering. Gedurende intensieve inspanningen zal het arterio-veneus O 2 verschil stijgen aangezien de actieve spiermassa meer zuurstof nodig heeft. Dit arterio-veneus O 2 verschil ligt dan rond de 15 tot 16ml zuurstof per 100ml bloed (Wilmore et al., 2012). Het bloed geeft sneller zuurstof af in de actieve spieren omdat de PO 2 (= partiële druk van O 2 in het bloed) in de spieren drastisch lager is dan in het arterieel bloed, juist door deze contractie. Zowel kracht- als uithoudingstraining zal het arterio-veneus O 2 verschil ook doen stijgen (Uchiyama et al., 2011). Uithoudingstraining leidt namelijk tot een stijging in mitochondriën en effectievere werking van oxidatieve enzymen. In de studie van Uchiyama et al. (2011) geldt dit ook voor krachttraining, hoewel dit tegenstrijdig is met andere hypothesen die beweren dat krachttraining het aantal mitochondriën zou doen dalen (Chilibeck et al., 1999). Oxygenatie verandert tijdens inspanning door verschillende lokale aanpassingen in de spieren. Door lactaatproductie en stijging in CO 2 en temperatuur zal hemoglobine sneller zijn zuurstofmolecules loslaten, waardoor er gemakkelijker zuurstof wordt opgenomen in de spieren (Wilmore et al., 2012). Bij maximale inspanningen zal de oxygenatie echter gelimiteerd zijn en dit ziet men doordat de VO 2 een plateau zal bereiken, VO 2max genaamd. Deze afvlakking komt onder meer tot stand doordat het cardiorespiratoir systeem zo n hoge hoeveelheid O 2 niet meer kan transporteren (Bassett et Howley, 2000). 2. FYSIOLOGISCH PROFIEL VAN DE KLIMSPORT Als men een topprestatie wil bekomen, zal het fysiologisch profiel van de atleet en in dit geval dat van de klimmer moeten overeenkomen met het fysiologisch profiel van de uitgeoefende sport. Binnen de klimsport zijn er verschillende disciplines zoals het leadklimmen en het boulderen. Uit verschillende onderzoeken blijkt dat het leadklimmen en boulderen niet meer in dezelfde categorie genomen mag worden wanneer men de fysiologische eigenschappen van deze sport wil bestuderen. Ze hebben namelijk elk specifieke verschillen op fysiologisch en fysiek vlak (Fanchini et al., 2013). 3

11 LITERATUURSTUDIE 2.1. Lead Fysiologisch profiel van het leadklimmen Leadklimmen wordt uitgevoerd op hoge klimwanden (12 tot 18m) waarbij de klimmer gedurende lange tijd aan de muur hangt (2 tot 7 minuten). Bij competities bestaat 1 route uit ongeveer 40 à 60 bewegingen. De moeilijkheid van een route wordt aangegeven door de moeilijkheidsgraad of niveau. Er zijn verschillende waarderingssystemen, maar in Europa gebruikt men vooral het Franse systeem. Het niveau is numeriek en gaat met stijgende moeilijkheid van 1 tot en met 9. Elke numerieke graad wordt verder nog eens onderverdeeld met de letters a, b en c en eventueel met toevoegen van een +. Het zwaarst geklommen niveau ligt tot nu toe op 9b+ in lead. Klimmen bestaat voornamelijk uit zeer intensieve isometrische contracties afgewisseld met korte rustpauzes (White et al., 2010, Philippe et al., 2012). Bertuzzi et al. (2007) onderzochten welke energiesystemen er worden aangesproken tijdens het klimmen van lengteroutes met verschillende moeilijkheidsgraad. Hieruit bleek dat vooral het aeroob en anaeroob alactisch systeem de belangrijkste energieleveranciers zijn die elk 40 tot 50% verantwoordelijk zijn voor de energievoorziening (zie figuur 2). Het aeroob systeem zal energie produceren met behulp van zuurstof en wordt voornamelijk geactiveerd bij langdurige en matig intensieve inspanningen. Het anaeroob alactisch systeem maakt gebruik van fosfocreatine om energie vrij te maken tijdens korte en explosieve bewegingen. Leadklimmen is dus over het algemeen een matig intensieve sport afgewisseld met explosieve bewegingen. De bijdrage van de verschillende energiesystemen is verder niet afhankelijk van getraindheid, moeilijkheid van de route en kracht van het bovenlichaam. Figuur 2 Energielevering bij klimmers Bertuzzi et al. (2007) 4

12 LITERATUURSTUDIE De productie van lactaat geeft een zicht op het anaeroob lactisch metabolisme, waarbij koolhydraten en glycogeen in de glycolyse worden omgezet tot pyruvaat en op zijn beurt tot lactaat en H + wordt omgezet. De netto lactaatproductie voor boulder en lead is ongeveer gelijk (3 tot 7 mmol L -1 ) en dit waarschijnlijk doordat beide disciplines gekenmerkt worden door langdurige en herhaalde isometrische inspanning (La Torre et al., 2009). Toch zijn de maximale lactaatwaarden die gevonden worden tijdens het klimmen lager dan de maximale lactaatwaarden tijdens een maximale inspanningstest op een loopband of fietsergometer hoogstwaarschijnlijk doordat er tijdens het klimmen een kleinere spiermassa in het bovenlichaam wordt aangesproken in vergelijking met de grote actieve spiermassa in het onderlichaam tijdens lopen of fietsen (Watts, 2004). De Geus et al. (2006) onderzochten de fysiologische reacties die plaats vonden tijdens het indoor leadklimmen. De VO 2max werd vooraf bepaald tijdens een maximale inspanningstest op een loopband. Tijdens het klimmen lag de maximale VO 2 en gemiddelde VO 2 respectievelijk rond de 40 ml kg -1 min -1 en 34 ml kg -1 min -1. Deze waarden liggen hoger in vergelijking met andere onderzoeken (Billat et al. 1995, Mermier et al. 1997, Watts & Drobish 1998, Watts et al. 2000). Ook geeft deze studie een beeld over de lactaatwaarden die worden beïnvloed door de moeilijkheid. Zo werd er een lagere lactaatwaarde gevonden in een traversé (een langere route die quasi horizontaal loopt en die daarom ook gekenmerkt wordt door horizontale bewegingen) maar deze was niet significant verschillend van de verticale en overhangende routes. In andere studies werd deze conclusie ook vastgesteld : lactaat stijgt indien de wand meer zal overhangen (Mermier et al., 1997, Watts & Drobish, 1998). De lactaatwaarden in deze studie liggen rond de 6mmol L -1 wat duidt op een anaerobe activiteit. % VO 2 % HF Intensiteit De Geus et al. (2006) Billat et al. (1995) Mermier et al. (1997) Watts & Drobish (1998) Watts et al. (2000) 82,42 % (max klim) 69,04 % (gem klim) Tussen 80 en 90 % Tussen 70 en 80 % Anaeroob Aeroob 45,44 % (max klim) Tussen 60 en 70 % Herstel/efficiënt energiegebruik 49,31 % (max klim) Tussen 60 en 70 % Herstel/efficiënt energiegebruik 61,54% (max klim) Tussen 70 en 80 % Aeroob 63,17 % (max klim) Tussen 70 en 80% Aeroob 48,91 % (gem klim) Tussen 60 en 70 % Herstel/efficiënt energiegebruik Tabel 1 Overzicht van percentages VO 2 en HF 5

13 LITERATUURSTUDIE Met behulp van de verkregen maximale VO 2 tijdens klimmen en lopen kan men berekenen aan welk percentage van de VO 2max het klimmen zich situeert. Via verdere omzettingen kan men ook de hartslagzone verkrijgen overeenkomstig met het percentage van de VO 2 max. Deze berekeningen werden gedaan voor de studies van De Geus et al. (2006), Billat et al. (1995), Mermier et al. (1997), Watts & Drobish et al. (1998) en Watts (2000) (tabel 1). Hieruit kan afgeleid worden dat leadklimmen zich situeert in herstel en de aerobe zone. Enkel in de studie van De Geus et al. (2009) komt klimmen uit als een partieel anaerobe activiteit. Sheel et al. (2003) rapporteren eveneens een stijgende VO 2 tijdens het klimmen met stijgende moeilijkheid. Bij hen zal klimmen zich rond de 45% (gemakkelijke route) tot 51% (moeilijke route) van de VO 2max verkregen bij een maximale fietstest situeren. In hun onderzoek stijgt ook de hartfrequentie naarmate de route moeilijker wordt waarbij de stijging disproportioneel is in vergelijking met die van VO 2 (zie figuur 3). Zij verklaren dit doordat klimmen intermittente isometrische contracties vraagt van de voorarmmusculatuur die een stijgende bloeddruk en hartfrequentie zullen uitlokken. Metabolieten zullen zich tijdens de inspanning opstapelen in de weefsels en zenden feedback naar het centraal zenuwstelsel (= metaboreflex) wat een sterke sympathische respons opwekt. Het gevolg hiervan zijn onder andere een hogere hartfrequentie, grotere mobilisatie van centraal bloedvolume en hartminuutvolume en een stijging in de systemische arteriële bloeddruk (Sheel et al., 2013). Figuur 3 Aandeel van zuurstofverbuik en hartfrequentie t.o.v. maximale waarden verkregen tijdens fietstest. Sheel et al. (2003) Om vermoeidheid uit te stellen, moeten leadklimmers de kracht die ze uitoefenen op de grepen aanpassen door de intensiteit van de contractie te regelen (Fanchini et al., 2013). Tijdens het klimmen zullen de klimmers verschillende rustmomenten zoeken in de route, waardoor het oxidatief systeem belangrijk wordt. Door een beter oxidatief systeem kan het lichaam meer energie vragen op de plaatsen waar het nodig is en neemt ook de partiële resynthese van de fosfaatreserves sneller plaats. Gedurende deze rustmomenten ziet men klimmers vaak hun armen schudden als een actieve recuperatietechniek om de doorbloeding te vergroten en zo afvalstoffen sneller af te voeren. Dit brengt echter geen voordeel mee op 6

14 LITERATUURSTUDIE het vlak van prestatie want zo is de meest voordelige manier om te recupereren het optimaliseren van hun rustpositie (Green et al., 2010). De meest gebruikte spieren tijdens het klimmen zijn de spieren in de voorarm (m. flexor carpi ulnaris, m. flexor carpi radialis en m. flexor pollicis longus), de bovenarm (m. biceps brachii) en het bovenlichaam (m. latissimus dorsi). Door training zullen deze spieren ook specifieker ontwikkeld worden. Studies tonen dan ook aan dat de uithouding van de vingerflexoren een determinant is in de klimprestatie (Quaine et al., 2003, Philippe et al., 2012) Fysiologisch profiel van de leadklimmer De gemiddelde lichaamslengte van de mannelijke leadklimmer ligt rond de 1m77 (±6 cm), bij vrouwen is dit rond 1m64 (±4,7 cm) (Watts, 2004). Uit datzelfde onderzoek kan men ook het gemiddelde lichaamsgewicht en vetpercentage bepalen wat op 66,3kg (±6,1 kg) en 7,13% (±2,3) voor de man uitkomt, en 50,9 kg (± 4,6) en 11,63% (± 2) voor de vrouwelijke klimsters. In verschillende onderzoeken werd de VO 2max van klimmers nagegaan tijdens maximale inspanningstesten. In de studie van De Geus et al. (2006) kwam dit uit op 52 ml kg -1 min -1 (± 5) wat overeenkomt met resultaten uit andere studies (55 ml kg -1 min -1 (±5) Billat et al. (1995), 51 ml kg -1 min -1 (±7) Watts & Drobish (1998)). Dit is een vrij hoge waarde waardoor er kan worden afgeleid dat klimmers goed aeroob getraind zijn Boulder Fysiologisch profiel van het boulderen Boulderen bestaat uit het klimmen van korte overhangende wanden (4m) met krachtige en explosieve bewegingen terwijl het leadklimmen vooral rond statische bewegingen draait. Volgens de reglementen mag een boulder slechts 14 bewegingen tellen en de klimmers mogen meerdere pogingen doen in diezelfde route. Op competities volgens internationaal format krijgen de deelnemers 6 of 4 min de tijd om een boulder te toppen, naargelang het om een halve finale of finale gaat. Het is hierbij mogelijk dat een boulder reeds in de eerste poging wordt uitgeklommen terwijl andere atleten er de volle 4 of 6 minuten voor nodig hebben. 7

15 LITERATUURSTUDIE Onder de wanden liggen er dikke valmatten ter beveiliging van de klimmers. Het hoogst geklommen niveau in boulder ligt tot nu toe op 8c+. Fanchini et al. (2013) rapporteerden de belangrijke verschillen tussen lead en boulder en dit voornamelijk wat betreft kracht. Boulder vergt veel meer maximale kracht dan het leadklimmen omdat de activiteitsduur veel korter is, het aantal pogingen om te toppen hoger is, de tijd gespendeerd in statische posities minder is en de bewegingen veel explosiever zijn. In de resultaten wordt er dan ook weergegeven dat boulderaars een grotere maximale kracht hadden in de vingerflexoren en dat ze ook sneller kracht kunnen produceren dan hun tegenhangers. Het boulderen wordt daarom ook gekenmerkt door bewegingen die snelle en explosieve spiercontracties vragen. Volgens het onderzoek van La Torre et al (2009) zal een contractie tijdens het boulderen minder lang duren dan tijdens het leadklimmen waardoor het ook een grotere inspanning vraagt. Verder vermelden ze ook dat er minder lactaat geproduceerd wordt tijdens kortere pogingen in een boulder aangezien de anaerobe glycolyse pas goed begint te werken 5 seconden na het begin van de contractie en het 10 à 15 seconden later pas zijn hoogtepunt bereikt. Indien een poging dus meer dan 20 sec duurt, zullen de lactaatwaarden beginnen stijgen. White et al. (2010) analyseerden aan de hand van videobeelden een nationale bouldercompetitie in Groot-Brittannië om het competitief aspect van boulderen te bestuderen. Ze onderzochten onder andere de inspannings-rust ratio gedurende een periode van 6 minuten en deze kwam neer op 1:4, waaruit nogmaals besloten kan worden dat boulderen een intermittente sport is. Verder gingen ze ook de inspannings-rust ratio na in de voorarm per boulder. Dit gaf een waarde van 13:1. (zie figuur 4) Deze waarde verschilt echter enorm van de inspannings-rust ratio in de voorarm tijdens het leadklimmen, zijnde 3:1. Er moet dus duidelijk nog onderzoek gedaan worden op competitief niveau binnen het boulderen. Figuur 4 Inspannings-rust ratio. White et al. (2010) 8

16 LITERATUURSTUDIE Aan de hand van deze resultaten kan er wel besloten worden dat re-oxygenatie zeer belangrijk is tijdens het boulderen. Aangezien de inspanningsperiode van grotere duur is en de recuperatie bijna miniem, moet er zich tijdens de rustfase een snelle re-oxygenatie voltrekken. Over het algemeen is er vrij weinig onderzoek gebeurd naar de specifieke eigenschappen van doorbloeding en oxygenatie bij boulderaars. Er kan wel geconcludeerd worden dat er hier ook trainingsadaptaties zullen plaats vinden Fysiologisch profiel van boulderklimmers Het fysiologisch profiel van boulderklimmers is echter nog beperkt bestudeerd en gerapporteerd in de huidige wetenschappelijke literatuut. In het onderzoek van La Torre et al. (2009) bepaalde men eveneens de antropometrie van de klimmers. De mannen in dit onderzoek waren 1m76 (±6 cm) groot en wogen 63kg (±3). De vrouwelijke atleten waren gemiddeld 1m61 (±4 cm) groot en wogen 52 kg (±4,5). Op vlak van VO 2 is er slechts weinig gerapporteerd Conclusie Bij het fysiologisch profiel van de atleet kan worden opgemerkt dat klimmers, zowel lead als boulder, een kleiner gestalte en lager lichaamsgewicht dan sedentaire controles (La Torre et al. 2009, Watts et al. 1993). Uit bovenstaande paragrafen kan verder nog geconcludeerd worden dat er een duidelijk verschil in energielevering is bij beide disciplines. Er kan echter wel gesteld worden dat het aeroob systeem belangrijk is, gezien de isometrisch intermittente contracties die het klimmen typeren. Het aeroob systeem wordt beïnvloed door de doorbloeding en oxygenatie die bijgevolg uitgebreid besproken moeten worden. 3. PERIFERE DOORBLOEDING EN OXYGENATIE 3.1. Validiteit en betrouwbaarheid voor het meten van doorbloeding Doorbloeding verandert continu tijdens inspanning. Het is dan ook uitermate belangrijk om dit gegeven te kunnen meten tijdens fysieke activiteit en in rust. Het meten van de regionale doorbloeding in een lidmaat kan door verschillende technieken worden nagegaan. Hierin wordt nog een onderscheid gemaakt tussen invasieve en non-invasieve technieken. 9

17 LITERATUURSTUDIE Bij de invasieve technieken wordt er gebruik gemaakt van elektromagnetische flow meters of kleuringstechnieken. Bij deze laatste wordt er een kleurstof in het bloed gespoten die men laat circuleren in het bloed. Nadien kan men via beeldvorming de concentratie kleurstof nagaan en zo ook de doorbloeding bepalen. Wegens het invasieve karakter van beide technieken wordt er aangeraden om deze niet te gebruiken. Binnen de niet-invasieve technieken is er sprake van veneuze occlusie plethysmografie (VOP) en Doppler UltraSound. VOP gaat de volumestijging in een lidmaat na tijdens een occlusie waarbij de veneuze terugkeer verhinderd wordt, maar de arteriële bloedtoevoer nog steeds doorgaat. Aan de hand van de zwelling kan men via formules de doorbloeding meten. Deze techniek is gemakkelijk te hanteren maar wordt afgeraden bij inspanning aangezien er dan fouten optreden (Casey et al., 2008). Met behulp van Doppler-UltraSound kan de doorbloeding in het lichaam op een non-invasieve manier bepaald worden. Aan de hand van ultrasone geluidsgolven kan men de snelheid van het bloed en de diameter van het bloedvat bepalen die nadien worden vermenigvuldigd om zo de doorbloeding te berekenen (Radegran, 1999, Casey et al., 2008) (zie figuur 5). Gemiddelde snelheid bloed (cm/s)*oppervlakte bloedvat (cm²)*60 = doorbloeding (ml/min) Figuur 5 Weergave van doorbloeding a.d.h.v. Doppler Ultra Sound tijdens ritmisch contraheren van de voorarm. Casey et al. (2008) Bovenste figuur : Ultrasound weergave van a. brachialis (rood = arterieel bloed) Onderste figuur : weergave van snelheid van het bloed in a. brachialis 10

18 LITERATUURSTUDIE Wegens het non-invasieve karakter van veneuze occlusie plethysmografie en Doppler Ultra Sound wordt er geopteerd voor deze twee technieken om de doorbloeding te meten. Bij VOP wordt er echter vermeld dat deze vertekenende resultaten kan geven bij inspanning. Doppler Ultrasound daarentegen wordt positief bevonden bij het gebruik tijdens inspanning. Zo kan men deze meettechniek gebruiken bij zowel statische als dynamische bewegingen. De doorbloeding wordt hierbij het best gemeten in de grote arteriën zoals de arteria brachialis en de arteria femoralis waardoor been- en voorarmactiviteit de ideale inspanningen zijn. (Casey et al., 2008). In de studie van Meirelles et al. (2007) werd Doppler ultrasound betrouwbaar bevonden om het endothelium te bestuderen en zo ook de doorbloeding. In de review van Rowland & Obert (2002) werd de validiteit en betrouwbaarheid van Doppler ultrasound nagegaan tijdens inspanning. De metingen werden echter geregistreerd ter hoogte van de stijgende aorta maar Doppler ultrasound bleek wel valide en betrouwbaar Validiteit en betrouwbaarheid voor het meten van oxygenatie De standaard om het zuurstofverbruik in arm of been na te gaan is de combinatie van veneuze occlusie plethysmografie en een gasanalyse van een veneus bloedstaal om zo de doorbloeding en het arterio-veneus O 2 verschil te bepalen. De bloedgasanalyse op een veneus bloedstaal staat bekend als de gouden standaard. In de vorige paragraaf werd reeds weergegeven dat de doorbloeding tijdens inspanning het nauwkeurigste wordt weergegeven met het echo-doppleronderzoek. Een gasanalyse uitvoeren op een veneus bloedstaal anderzijds, is vrij invasief en vraagt veel expertise van de persoon die de testen afneemt (Van Beekvelt et al., 2002). Near-InfraRed Spectroscopy daarentegen is een niet-invasieve methode om de beschikbaarheid van zuurstof en het gebruik ervan door weefsels na te gaan. Met behulp van infrarode stralen die al dan niet teruggekaatst worden door bepaalde moleculen kan men de hoeveelheid zuurstof bepalen in het bloed. De 3 gekende moleculen die infrarood licht kunnen absorberen zijn hemoglobine (Hb), myoglobine (Mb) en cytochroom c oxidase. De mate van absorptie hangt verder af van de aan- of afwezigheid van zuurstof waardoor zo de concentratie van oxy- en deoxy[hb+mb] bepaald kan worden. Onderhuids vet kan echter wel de sterkte van het signaal beïnvloeden zodat men dit bijgevolg ook in rekening zal moeten brengen (Van Beekvelt et al., 2001). De doorbloeding van de huid zou weliswaar een effect hebben op de door NIRS gemeten waarden zoals bloedvolume (Tew et al., 2010). Hierbij werd door het lidmaat te verwarmen een vasodilatatie uitgelokt met een hogere 11

19 LITERATUURSTUDIE huiddoorbloeding als gevolg. Tijdens inspanning echter, beïnvloedde de huiddoorbloeding de NIRS-waarden niet. Hieruit kan geconcludeerd worden dat NIRS ook gebruikt kan worden voor het meten van oxygenatie tijdens maximale of langdurige inspanningen die de huiddoorbloeding zullen verhogen. Er worden verschillende parameters gebruikt om de exacte waarde van oxygenatie in de spier te meten. NIRS zelf bepaalt 4 waarden: de totale hoeveelheid hemoglobine (tothb), oxyhb, deoxyhb en percentage van hemoglobine dat verzadigd is met zuurstof (saturatie). Van Beekvelt et al. (2002) gebruiken Hb diff om mvo 2 te bepalen, wat het verschil tussen oxy- en deoxyhb inhoudt. Grassi et al. (2007) stellen echter dat de waarde deoxy[hb+mb] een significante indicator is voor de zuurstofextractie in de spier aangezien dit ongevoelig is voor veranderingen in bloedvolume. NIRS is reeds betrouwbaar bewezen op het meten van oxygenatie in zowel de hersenen als in de spieren (Piantadosi et al., 1986). Mancini et al. (1994) bevonden betrouwbare en valide resultaten voor NIRS op spierniveau gedurende voorarmtraining en gebruikten hierbij deoxy[hb+mb] om de oxygenatie te bepalen. Verder werd er ook in hun onderzoek aangetoond dat de huiddoorbloeding het signaal van NIRS om musculair zuurstofverbruik te bepalen niet zal beïnvloeden. Boushel et al. (2000) gebruikten NIRS om oxygenatie te meten in de kuit bij dynamische plantaire flexie en in de quadriceps tijdens extensies van de knie en fietsen met betrouwbare resultaten als gevolg. In een ander onderzoek van Boushel et al. (1998) zijn er eveneens betrouwbare resultaten gevonden voor oxygenatie gemeten in de voorarm door NIRS tijdens een ritmische handknijptest waarbij men tothb gebruikt als parameter. In het onderzoek van Celie et al. (2012) wordt NIRS gebruikt om eveneens de oxygenatie te meten in de voorarm gedurende een handknijptest. Uit deze studie blijkt dat deoxy[hb+mb] een betrouwbare en belangrijke factor is om de zuurstofextractie te bepalen. Op voorhand werd er een arteriële occlusie uitgevoerd waardoor de maximale deoxy[hb+mb] kan worden bepaald. Na ongeveer 5 minuten bereikt de deoxy[hb+mb] een steady-state en dit wordt de deoxy[hb+mb] in rust genoemd. Aan de hand van deze 2 waarden bepaalt men de relatieve maximale zuurstofextractie. Per stijgende inspanningsintensiteit wordt ook de relatieve zuurstofextractie bepaald door de absolute waarde per inspanningsintensiteit op de rustwaarde te plaatsen. De meest betrouwbare en valide methodes om doorbloeding en oxygenatie na te gaan zijn respectievelijk Doppler UltraSound en Near Infrared Spectroscopy omwille van hun gunstige resultaten in rust en tijdens inspanning. Over de combinatie van beiden is er echter weinig wetenschappelijk gebeurd en dient dit dus nog verder bestudeerd te worden. 12

20 LITERATUURSTUDIE 4. PERIFERE DOORBLOEDING EN OXYGENATIE BIJ SPORTPOPULATIES 4.1. Algemeen In de review van Poole et al. (2011) stelt men dat er verschillende zaken optreden als acuut perifeer effect ten gevolge van inspanning. Zo zullen er meer capillairen aangesproken worden, zal het hematocriet in de capillairen (aantal rode bloedcellen in verhouding met rest van bloed) 3 keer zo hoog zijn dan voor de inspanning, zullen de capillairen over een grotere oppervlakte O 2 kunnen opnemen, zal de PO 2 in de spiercellen dalen en zal de glycolax (oppervlakte van het endothelium) van formatie wijzigen (zie figuur 6 ). Figuur 6 Hypothese van Poole et al. (2011). Acute perifere effecten ten gevolge van inspanning (1) meer capillairen worden aangesproken (2) hematocriet stijgt (3) capillair neemt over gehele oppervlakte zuurstof op (4) dalen intramyocyte P0 2 (5) glycolax formatie wijzigt. Het is hierdoor zeer interessant om de perifere doorbloeding en oxygenatie bij sportpopulaties na te gaan. Zoals reeds vermeld, zijn Doppler en NIRS valide en betrouwbare technieken om doorbloeding en oxygenatie na te gaan. De combinatie van deze 2 wordt echter zelden gebruikt. Beide technieken werden reeds apart gebruikt tijdens inspanningen zoals fietsen (beenactiviteit) en handknijptesten (voorarmactiviteit) (Casey et al., 2008 Boushel et al., 1998). Miyachi et al. (1998) onderzochten de effecten van uithoudingstraining in de vorm van fietstraining op de doorbloeding aan de hand van Doppler. Zij kwamen tot de conclusie dat uithoudingstraining de doorbloeding zal vergroten. Deze metingen werden echter geregistreerd ter hoogte van de aorta. Walther et al. (2008) gebruikten Doppler Ultrasound om de doorbloeding na te gaan bij zwemmers, fietsers en ongetrainde controles. Tijdens extensies 13

21 LITERATUURSTUDIE van het been was de doorbloeding van de wielrenners significant hoger dan die van de zwemmers en controles en ook de zwemmers hadden een hogere doorbloeding dan de controles, wat wijst op een hogere doorbloeding door uithoudingstraining. Men onderzocht eveneens de doorbloeding tijdens elleboogextensie met een significant hoogste doorbloeding voor de zwemmers als resultaat. Bij duursporters ziet men dus een hogere doorbloeding in de specifieke ledematen zoals benen bij wielrenners en armen bij zwemmers. Toch treedt er ook een algemeen grotere doorbloeding op bij deze duursporters in vergelijking met sedentaire controles, wat kan wijzen op algemene cardiovasculaire aanpassingen door uithoudingstraining. Uit onderzoek van Ferri et al. (2012) bleek de maximale capaciteit van de spier om zuurstof te extraheren een bepalende prestatiefactor bij 1500 meter-lopers. Deze parameter werd nagegaan met behulp van NIRS door [deoxy(hb+mb)] te analyseren. De reden om deze waarde te gebruiken is omdat [deoxy(hb+mb)] ongevoelig is voor veranderingen in bloedvolume, zoals reeds eerder vermeld. Brizendine et al. (2013) onderzochten aan de hand van NIRS het spiermetabolisme bij uithoudingsatleten met een hoge oxidatieve capaciteit ter hoogte van de spieren. De re-oxygenatie na inspanning bij de wielrenners in dit onderzoek ging twee maal sneller als die van sedentaire controles Perifere doorbloeding bij klimmers De klimsport brengt net zoals vele sporten trainingsadaptaties met zich mee. Zo bestaat klimmen voornamelijk uit de combinatie van weerstandstraining en intensieve intermittente uithoudingstraining (Philippe et al., 2012). De chronische adaptaties die plaats vinden door deze soort training worden gekenmerkt door een toename aan capillairen in de spieren, een verhoogde doorbloedingcapaciteit van de bloedvaten en wijzigingen in de vasodilatorische functie. Deze aanpassingen hebben veel voordelen zoals een betere substraatvoorziening en het efficiënter verwijderen van afvalstoffen tijdens rust (Delp 1995). Wimer et al. (2012) voerden een onderzoek uit naar de doorbloeding en vasculaire conductie bij rotsklimmers, duurlopers en een controlegroep (zie figuur 7). De vasculaire conductie kan bekomen worden door de doorbloeding te delen door de gemiddelde arteriële bloeddruk en is een maat om aan te tonen hoe effectief een vloeistof getransporteerd wordt door een medium, in dit geval het bloed door de arteriën en capillairen. Uit de resultaten blijkt dat tijdens inspanning de stijging in doorbloeding van de voorarm het grootst was bij de klimmers. Verder kon er geen verschil 14

22 LITERATUURSTUDIE gemaakt worden tussen controles en lopers. Ook de vasculaire conductie bleek groter te zijn bij rotsklimmers. Figuur 7 Doorbloeding en vasculaire conductie bij klimmers, lopers en controles gedurende dynamische handknijptest en cold pressor test. Wimer & Baldi (2012) Ferguson et al. (1997) onderzochten eveneens de doorbloeding en vasculaire conductie bij klimmers en sedentaire controles. Bij hen hadden klimmers ook een hogere doorbloeding bij langdurige isometrische contracties. De vasculaire conductie tijdens deze test lag ook hoger bij klimmers dan bij controles. Er werd ook een ritmisch isometrische handknijptest uitgevoerd gelijkaardig aan de test van Wimer et al. (2012) waarbij de vasculaire conductie groter neigde (trend tot significantie) bij de klimmers en dit dus in lijn met het onderzoek van Wimer et al. (2012) die een significant verschil zagen. Verder hebben klimmers ook een grotere hyperemische respons na inspanning in vergelijking met de 2 andere groepen waardoor ze een groter percentage van de hyperemische doorbloeding efficiënter kunnen herverdelen. 15

23 LITERATUURSTUDIE 4.3. Perifere oxygenatie bij klimmers Aangezien klimmen een intermittente sport is, is er ook sprake van rustfases waarin de spier zal re-oxygeneren. MacLeod et al. (2007) hebben aangetoond dat de re-oxygenatie tijdens rustfases bij klimmers significant sneller gaat dan die van niet-klimmers. In hun onderzoek voerden de klimmers intermittente isometrische contracties uit. Contracties van 10 seconden werden hierbij afgewisseld met 3 seconden rust. Verder wordt beweerd dat de re-oxygenatie beïnvloed kan worden door de densiteit van de capillairen, de vasodilatoire capaciteit en de relaxatieduur van de spiervezel. (MacLeod et al., 2007) (zie figuur 8). Figuur 8 Re-oxygenatie bij klimmers en niet-klimmers MacLeod et al. (2007) Het grootste voordeel van een snellere re-oxygenatie is de snellere resynthese van fosfocreatine (McMahon et al., 2002, Tomlin et al., 2001). Philippe et al. (2012) onderzochten de prestatie van de vingerflexoren en de oxygenatie in de voorarm. Zij bevonden een snellere reoxygenatie in de voorarm in vergelijking met nietklimmers tijdens een intermittente isometrische test waarbij de proefpersonen 10 seconden kracht moesten uitoefen op het testapparaat aan een vooraf bepaalde intensiteit met daarna 3 seconden rust. ( Opstelling test : zie figuur 9) Figuur 9 Testapparaat uit studie Philippe et al. (2012) 16

24 LITERATUURSTUDIE 5. PROBLEEMSTELLING EN HYPOTHESE De klimsport is aan een duidelijke opmars bezig wat gestaafd kan worden door een toename aan klimzalen, wedstrijden en atleten. Tegelijk is er maar weinig wetenschappelijk onderzoek uitgevoerd naar deze sport zoals eerder vermeld in bovenstaande literatuurstudie. Wetenschappelijke ondersteuning is echter nodig om goede trainingsmodaliteiten te voorzien. Een van de belangrijkste spiergroepen die gebruikt worden tijdens het klimmen zijn de spieren van de voorarm. Slechts enkele testen kunnen hiervoor klimspecifiek genoemd worden, waaronder het testapparaat van MacLeod et al. (2007) en een handknijptest zoals uit het onderzoek van Celie et al. (2012). Beide testen vragen de nodige contracties van de voorarmspieren. In deze studie wordt geopteerd voor de handknijptest vanwege het vele onderzoek en door de gemakkelijke hanteerbaarheid. Perifere doorbloeding en oxygenatie gemeten door Doppler en NIRS werden eveneens nog maar weinig gebruikt ondanks hun betrouwbare resultaten. Het doel van deze studie is dan ook om de perifere fysiologische eigenschappen van klimmers na te gaan voor doorbloeding en oxygenatie en dit voor zowel lead als boulder. Na het lezen van bovenstaande literatuurstudie kunnen volgende hypotheses gesteld worden : i. Gezien de combinatie van weerstandstraining en intensieve intermittente uithoudingstraining heeft klimmen een invloed op chronische trainingsadaptaties ter hoogte van het cardiovasculair systeem (Philippe et al., 2012, Delp 1995). Klimmers zullen wegens de specifieke getraindheid een hogere doorbloeding hebben in de voorarm dan sedentaire controles zoals eerder aangetoond door Wimer et al. (2012). ii. Klimmers zullen een grotere deoxygenatie, als reflectie van een verbeterde O 2 extractie, hebben tijdens inspanning in vergelijking met controles. iii. Omwille van de typische krachttraining binnen het boulderen en de daarbij passende trainingseffecten zoals hypertrofie en extra capillarisatie binnen deze nieuwe spiermassa, zullen deze klimmers een hogere doorbloeding hebben dan leadklimmers. Leadklimmers daarentegen zullen een grotere deoxygenatie hebben ten opzichte van boulder doordat zijn meer op weerstand en uithouding trainen en daarom ook de trainingseffecten hiervan meepikken zoals een efficiënter werkend oxidatief systeem (Wilmore et al., 2012). 17

25 METHODE EN TECHNIEKEN METHODE EN TECHNIEKEN 1. POPULATIE Bij 31 proefpersonen werd de perifere doorbloeding en oxygenatie nagegaan. Verder werd de vasculaire conductie nagegaan bij slechts 10 testpersonen aangezien dit aspect later werd toegevoegd aan het testprotocol. Er werden 18 klimmers onderzocht die ofwel op competitief vlak presteren ofwel aan de rotsen of op beide. 5 vrouwen en 13 mannen maakten deel uit van deze steekproef. Verder werden er ook 13 sedentaire personen getest ter controle waarvan 5 vrouwen en 8 mannen (overzicht antropometrie zie Resultaten, tabel 3). Binnen de klimpopulatie werd er een onderscheid gemaakt tussen lead (10 pp) en boulder (8pp). Het gemiddelde niveau voor lead lag op 8a+ en voor boulder op 7c. Er De proefpersonen werden gematcht op antropometrische aspecten. Alle testen werden afgenomen in het vaatlabo van het Universitair Ziekenhuis Gent. Verder tekenden alle proefpersonen een informed consent (zie bijlage). 2. MATERIAAL Voor het bepalen van de MVC (= maximale vrijwillige kracht) en gedurende de handknijptest werd een hydraulische handdynamometer gebruikt (Saehan corporation, Masan, Korea) (figuur 10). Dit toestel is niet klimspecifiek maar activeert dezelfde spieren die ook bij het klimmen gebruikt worden. Figuur 10 Hydraulische handdynamometer Om de doorbloeding te meten, werd een Doppler Ultra Sound (Vivid 7, GE Medical Systems, Milwaukee, WI) gebruikt. Dit toestel bevindt zich in het vaatlabo van het Universitair Ziekenhuis Gent. De probe werd geplaatst aan de mediale zijde van de elleboogholte om zo de doorbloeding in de a. brachialis te registreren. Met behulp van ultrasone geluidsgolven die gereflecteerd worden door de erytrocyten kan men de snelheid van het bloed bepalen. Men 18

26 METHODE EN TECHNIEKEN kan eveneens de diameter en dus ook oppervlakte van het bloedvat meten waardoor er via een formule de doorbloeding kan bekomen worden. Gemiddelde snelheid bloed (cm/s) * oppervlakte bloedvat (cm²) * 60 = doorbloeding (ml/min) Near Infrared Spectroscopy (Oxiplex TS, ISS, Champaign, IL, USA) gaat de perifere oxygenatie na met behulp van infrarood stralen. De NIRS-probe bestaat uit 8 diodes die infrarood licht uitzenden en 1 detector die de stralen weer absorbeert. Het infrarood licht wordt continu uitgezonden in een golflengte van nm. De probe die deze stralen uitzendt, wordt geplaatst op de mediale spierbuik van de m. flexor carpi radialis en m. flexor carpi ulnaris. Deze musculatuur bleek sterk ontwikkeld bij klimmers, waardoor de probe veel preciezer aangebracht moest worden. De mate van absorptie hangt af van het al dan niet weerkaatsen van de infrarood stralen door bepaalde moleculen. De enige 3 gekende moleculen die hiertoe in staat zijn, zijn hemoglobine (Hb), myoglobine (Mb) en cytochroom oxidase c. De hoeveelheid van deze laatste is bijna verwaarloosbaar. Verder kan er geen onderscheid gemaakt worden tussen Hb en Mb. De absorptie hangt ook af van de aanwezigheid van zuurstof op de molecule en hierdoor kan men de concentratie van oxy- en deoxyhemoglobine bepalen (Boushel et al., 2000). Aangezien de NIRS-probe op de voorarm wordt geplaatst en beïnvloed wordt door onderhuids vet, is het belangrijk om juist op deze plaats de hoeveelheid vet na te gaan. De huidplooi op de voorarm werd gemeten aan de hand van een huidplooimeter. 3. STUDIEDESIGN EN TESTPROTOCOL Deze cross-sectionele studie onderzoekt de perifere doorbloeding, oxygenatie en vasculaire conductie bij eliteklimmers en sedentaire controles. Voor de studie werd de antropometrie bepaald voor onder meer lengte, gewicht en huidplooi. De proefpersoon werd dan gevraagd om rustig plaats te nemen op de behandeltafel met de dominante arm op een kussen. Nadien werd er aan de proefpersoon gevraagd om maximaal te knijpen in het handknijptoestel (MVC) waarvoor hij/zij 3 pogingen kreeg met minstens 3 minuten rust tussen om zo uitputting te vermijden. Ondertussen werd de NIRS-probe op de dominante arm bevestigd en nadien afgedekt met een deken opdat extern licht de infraroodstralen niet zouden verstoren (zie figuur 11). 19

27 METHODE EN TECHNIEKEN Figuur 11 - afgedekte NIRS-probe op dominante arm na arteriële occlusie Nadien werd er op beide bovenarmen een pneumatische cuff geplaatst. Op de dominante arm wass dit de cuff om arteriële occlusie te induceren, op de niet-dominante arm om de bloeddruk na te gaan die nodig is voor de vasculaire conductie. Tijdens baseline 1 (BL1) werd de rustwaarde voor de doorbloeding in de voorarm gemeten met behulp van Doppler Ultrasound, werd de bloeddruk in rust gemeten en diende er gewacht te worden tot er een steady-state is in deoxy[hb+mb], één van de parameters gemeten door NIRS die de hoeveelheid hemoglobine en myoglobine weergeeft. Als er een duidelijke basislijn geregistreerd werd, kon de arteriële occlusie gestart worden door inflatie van de pneumatische cuff op de dominante arm tot 260 mmhg. Gezien er op dat moment geen arterieel bloed meer naar de voorarm zal stromen, zal ook de deoxy[hb+mb] toenemen omdat de O 2 extractie gemaximaliseerd wordt. Tijdens deze occlusie werd ook de bloeddruk geregistreerd. Op een bepaald moment zal er zich een plateaufase voordoen in deoxy[hb+mb]. Op dat moment werd de druk op de cuff losgelaten en werd de doorbloeding naar de voorarm meteen gemeten (AO) en dit wordt de hyperemische respons ten gevolge van occlusie genoemd. Ook hier werd de bloeddruk geregistreerd. Na de arteriële occlusie kreeg de patiënt 5 minuten rust waarbij er een 2 de basislijn ontstaat in deoxy[hb+mb]. Gedurende deze basislijn 2 (BL2) werden doorbloeding, bloeddruk en deoxy[hb+mb] geregistreerd. Na het bereiken van deze BL2 kon er gestart worden met de handknijptest. Het protocol bestaat uit verschillende stappen met stijgende intensiteit. Elke stap duurt 2 minuten waarbij er afwisselend 1 seconde contractie en 1 seconde rust worden uitgevoerd aangegeven door een metronoom, gevolgd door 1 minuut rust. Er werd gestart met 20% van de eerder bekomen MVC en deze zal steeds met 10% stijgen. Na elke stap werd de doorbloeding en bloeddruk nagegaan. De test gaat door tot uitputting of totdat er niet voldoende kracht geleverd kan worden. Het testprotocol wordt weergegeven op figuur

28 METHODE EN TECHNIEKEN AO BL 2 BL 1 Figuur 12 Weergave protocol handknijptest Celie et al Bij elke groene pijl wordt doorbloeding gemeten, bij de rode pijl wordt bloeddruk gemeten. 4. DATA-ANALYSE 4.1. Doorbloeding In deze studie wordt de stijging in doorbloeding nagegaan ten gevolge van inspanning. De stijging in doorbloeding na occlusie wordt bepaald door de rustwaarde tijdens baseline 1 (BL) af te trekken van de waarde verkregen net na de arteriële occlusie (AO) wat de amplitude weergeeft. De toename van doorbloeding wordt ook gemeten per intensiteit. Hierbij wordt de rustwaarde tijdens baseline 2 (BL2) afgetrokken van de maximale doorbloeding per intensiteit Perifere oxygenatie Perifere oxygenatie wordt zoals reeds vermeld nagegaan door NIRS. NIRS geeft 4 parameters : tot[hb+mb] (totale hoeveelheid hemoglobine en myoglobine), oxy[hb+mb], deoxy[hb+mb] en saturatie. Uit verschillende onderzoeken blijkt dat deoxy[hb+mb] de enige parameter is die het minst beïnvloed wordt door bloedvolume en moet daarom als betrouwbare en belangrijke factor beschouwd worden om perifere oxygenatie te bepalen, wat ook bevestigd wordt door Celie et al. (2012). De perifere oxygenatie wordt relatief en absoluut gemeten. Net zoals bij doorbloeding wordt ook hier BL2 afgetrokken van de deoxy[hb+mb] per stijgende intensiteit wat de absolute waarden geeft. Om hierna de relatieve waarde te bekomen, wordt elke gemeten waarde per intensiteit uitgedrukt ten opzichte van de amplitude bereikt tijdens occlusie. 21

29 METHODE EN TECHNIEKEN 4.3. Vasculaire conductie Vasculaire conductie wordt bekomen door de doorbloeding te delen door de gemiddelde arteriële bloeddruk. De gemiddelde arteriële bloeddruk (MAP) kan men aflezen van de bloeddrukmeter. Doorbloeding wordt verkregen d.m.v. Doppler Ultrasound. Vasculaire conductie werd berekend voor BL1, 20%, 30%, 40%, 50% en de maximaal bereikte waarde. 5. STATISTISCHE ANALYSE Alle analyses werden verwerkt met SPSS software (versie 21; SPSS Lead Technologies Inc., Chicago, IL, USA). Om verschillen in antropometrie na te gaan werden er 2 two-way anova s uitgevoerd voor lichaamslengte en lichaamsgewicht met als fixed factors geslacht en conditie. Er werd een MANOVA met herhaalde metingen uitgevoerd om verschillen in doorbloeding, deoxygenatie en vasculaire conductie na te gaan bij klimmers en controles en dit voor verschillende intensiteiten. Bij een significant hoofdeffect van intensiteit werd via pairwise comparisons naar significantie tussen verschillende intensiteiten gezocht. Bij een significant hoofdeffect voor groep werd via een independent sample T-test het verschil tussen groepen per intensiteit nagegaan. Verder werd er bekeken of er een verschil is tussen lead en boulderklimmers en dit voor MVC, doorbloeding, absolute en relatieve deoxygenatie aan de hand van een Mann-Whitney U test. Er werd nagegaan of er een relatie bestaat tussen MVC en maximale doorbloeding enerzijds en deoxygenatie anderzijds door middel van correlaties. Er werden eveneens correlaties bekeken tussen doorbloeding enerzijds en deoxygenatie anderzijds en dit voor absolute en relatieve waarden. Tabel 2 geeft een overzicht van de verschillende variabelen. 22

30 METHODE EN TECHNIEKEN Afhankelijke variabelen Antropometrie : lengte en gewicht Klimniveau MVC Doorbloeding (BL1, AO, BL2, per intensiteit) Deoxy_abs (BL1, AO, BL2, per intensiteit) Deoxy_rel (BL1, AO, BL2, per intensiteit) Vasculaire conductie (BL1, per intensiteit) MAP (BL1, per intensiteit) Onafhankelijke variabelen Conditie (klim-controle) Discipline (lead-boulder) Geslacht Tabel 2 Overzicht van de variabelen 23

31 MVC in kg RESULTATEN RESULTATEN 1. ANTROPOMETRIE Gezien de gematchte groep proefpersonen werden er geen significante verschillen gevonden tussen beide groepen voor wat betreft antropometrische kenmerken. Lichaamslengte (p=0,764) Lichaamsgewicht (p=0,255) Leeftijd (p=0,710) Klim 177,7 ± 9,9 66,5 ± 9,1 23 ± 5 Controle 176,6 ± 9, 71,3 ± 13,9 24 ± 4 Tabel 3 Antropometrie proefpersonen 2. MAXIMALE HANDKNIJPKRACHT In deze studie werden er significante verschillen gevonden tussen klimmers en controles op het vlak van maximale handknijpkracht. Klimmers konden meer kracht produceren dan controles (figuur 13), dit waarschijnlijk gerelateerd aan de krachttraining die eigen is aan het optimaal presteren binnen de klimsport. 80 MVC ** Klimmers Controles % Figuur 13 Verschil in MVC tussen klimmers en controle ** : p=0,007 24

32 Doorbloeding in ml/min RESULTATEN 3. PERIFERE DOORBLOEDING Doorbloeding in rust wordt weergegeven door basislijn 1. Deze verschilt niet significant tussen beide groepen. Klimmers hadden een waarde van 44,47 (±20,44) ml/min en controles 51,04 (±32,83) ml/min. 3.1.Arteriële occlusie De hyperemische respons die ontstond ten gevolge van de arteriële occlusie blijkt significant hoger te zijn bij klimmers dan bij controles (zie figuur 14) Hyperemische respons na arteriële occlusie ** Amplitude Klimmers Controles Figuur 14 Verschil in hyperemische respons na arteriële occlusie (p=0.011) 3.2.Tijdens inspanning Tijdens submaximale inspanning werd er een significant interactie-effect (p=0,007) gevonden voor doorbloeding. Klimmers vertoonden een significant ander patroon dan controles per intensiteit. Verder werden er significante hoofdeffecten gevonden voor intensiteit (p<0,001) en conditie (p=0,014). Klimmers zullen per stijgende intensiteit steeds een hogere doorbloeding hebben dan de controles (zie figuur 15). Verder verschilt de maximaal bereikte doorbloedingswaarde significant van alle intensiteiten (0.001 < p < 0.005). Ook hier is er een significant verschil in doorbloeding tussen klimmers en controles met de hoogste doorbloeding voor de klimmers 25

33 Deoxy[Hb+Mb] in µm Doorbloeding in ml/min RESULTATEN Stijging in doorbloeding tijdens inspanning $ * ** *** *** * *** *** ** *** * ** ** * ** ** * Klimmers Controles % MVC 30%MVC 40%MVC 50%MVC MAX Figuur 15 Verschil in doorbloeding tijdens submaximale inspanning *** : p<0.001 ** : 0.001<p<0.01 * : 0.01<p<0.05 $ : 0.05 <p< PERIFERE OXYGENATIE Deoxygenatie in rust wordt ook hier weergegeven door basislijn 1. Klimmers situeerden hier rond de 39,88 (±19,33) µm en controles rond de 28,39 (±12,61) µm. 4.1.Arteriële occlusie Net als bij de perifere doorbloeding zal ook de perifere oxygenatie wijzigen tijdens arteriële occlusie. In dit onderzoek werd er een significant verschil gevonden tussen klimmers en controles wat betreft deoxy[hb+mb] na arteriële occlusie (zie figuur 16). Klimmers hadden een grotere amplitude dan controles. Amplitude deoxy[hb+mb] na arteriële occlusie 300 ** Klimmers 100 Controles 50 0 Amplitude occl Figuur 16 Amplitude deoxy[hb+mb] na arteriële occlusie ** : p=

34 Deoxy[Hb+Mb] in µm RESULTATEN 4.2.Absolute deoxygenatie Net zoals bij de perifere doorbloeding, is hier ook sprake van een significant interactie-effect (p=0,023). Klimmers vertonen een ander patroon voor absolute deoxygenatie ten op zichte van verschillende intensiteiten. Klimmers hadden behalve voor 20 en 30% van de MVC steeds een significant hogere absolute deoxy[hb+mb] dan controles per stijgende intensiteit. Verder is er ook steeds een significant verschil in absolute deoxygenatie per intensiteit en dit voor de gehele groep, namelijk dat deoxy[hb+mb] steeds zal stijgen (figuur 17) Absolute deoxy[hb+mb] waarden ** $ * *** $ * *** ** $ N.S. N.S.. ** ** * Klimmers Controles %MVC 30%MVC 40%MVC 50%MVC MAX Figuur 17 Verschil in absolute deoxy[hb+mb] voor de verschillende intensiteiten *** : p<0.001 ** : 0.001<p<0.01 * : 0.01<p<0.05 $ : 0.05<p< Relatieve deoxygenatie Er werd geen significant interactie-effect gevonden voor relatieve deoxygenatie. Voor relatieve deoxygenatie zullen de percentages in deoxy[hb+mb] voor de gehele groep significant stijgen per intensiteit (figuur 18), wat meteen ook de uitleg is voor het significant hoofdeffect voor intensiteit (p<0,001). Tussen klimmers en controles werd er geen verschil gevonden (p=0,521). 27

35 Deoxy_abs in µm Deoxy[Hb+Mb] in % RESULTATEN Percentuele deoxy[hb+mb] * * ** ** ** ** *** ** * Klimmers Controles %MVC 30%MVC 40%MVC 50%MVC MAX Figuur 18 - Verschil in relatieve deoxy[hb+mb] voor de verschillende intensiteiten *** : p<0.001 ** : 0.001<p<0.01 * : 0.01<p<0.05 $ : 0.05<p< CORRELATIES 5.1. Verband perifere doorbloeding en deoxygenatie Na het apart vergelijken van doorbloeding en oxygenatie werd er nagegaan of er een verband bestond tussen beide gegevens. Dit werd gedaan voor relatieve en absolute deoxygenatie. Enkel tussen doorbloeding en absolute deoxygenatie werd een significant positief verband gevonden (figuur 19) Correlatie tussen FBF en deoxy_abs Doorbloeding in ml/min Figuur 19 Pearson correlatie = en p<

36 Max doorbloeding in ml/min Max deoxy_abs in µm RESULTATEN 5.2. Verband tussen MVC, maximale doorbloeding en maximale deoxygenatie Er werd een positief significant verband gevonden tussen maximale handknijpkracht en maximale doorbloeding enerzijds en tussen maximale handknijpkracht en maximale absolute deoxygenatie anderzijds. Spreidingsgrafieken staan weergegeven in figuur 20. Correlatie tussen MVC en FBF Correlatie tussen MVC en deoxy_abs MVC in kg MVC in kg Figuur 20 Correlaties tussen MVC en FBF en MVC en absolute deoxygenatie MVC FBF : Pearson correlatie = en p=0.011 MVC deoxy_abs : Pearson correlatie = en p=

37 MAP in mmhg RESULTATEN 6. VASCULAIRE CONDUCTIE Vasculaire conductie wordt bekomen door de doorbloeding te delen door de gemiddelde arteriële druk. De doorbloeding werd reeds in bovenstaande paragrafen besproken Mean arterial pressure (MAP) De gemiddelde arteriële bloeddruk vertoont bij beide condities een gelijkaardig verloop. De MAP zal per intensiteit stijgen maar verschilt niet tussen klimmers en controles (zie figuur 21) Mean Arterial Pressure ** ** ** ** ** * ** BL 1 20%MVC 30%MVC 40%MVC 50%MVC MAX Klimmers Controles Figuur 21 Verschil in MAP Baseline 1 verschilt significant van alle stappen *** : p<0.001 ** : 0.001<p<0.01 * : 0.01<p<0.05 $ : 0.05<p<0.1 30

38 RESULTATEN 6.2. Vasculaire conductie Gedurende het handknijpprotocol zal de vasculaire conductie steeds wijzigen. Er werd hiervoor geen significant interactie-effect gevonden. Voor de gehele groep is er een stijgende lijn merkbaar waarbij vasculaire conductie zal toenemen met de intensiteit. Verder werd er ook geconstateerd dat klimmers steeds een grotere vasculaire conductie hadden dan de controles (figuur 22) Vasculaire conductie * *** ** *** ** $ ** BL 1 20%MVC 30%MVC 40%MVC 50%MVC MAX Klimmers Controles Figuur 22 Verschil in vasculaire conductie BL1 verschilt significant van alle stappen *** : p<0,001 ** : 0,001 < p < 0,01 * : 0,01 < p < 0,05 $ : 0,1 < p < 0,5 7. LEAD & BOULDER Er werd geen significant verschil gevonden tussen lead en boulder voor de opgegeven variabelen MVC, FBF_BL1, FBF_max, Deoxy_BL1, Deoxy_abs_max en Deoxy_rel_max. 31

39 DISCUSSIE DISCUSSIE Na uitgebreid de resultaten te analyseren kan tot de volgende bevindingen gekomen worden : - De MVC is significant hoger bij klimmers in vergelijking met controles. Hieruit kan ook afgeleid worden dat voor een zelfde intensiteit, bijvoorbeeld 30%, klimmers reeds meer energie zullen moeten verbruiken dan controles. Deze hogere MVC komt tot stand door typische krachttraining binnen het klimmen wat voor een toename van de maximale kracht zorgt met neuromusculaire adaptaties als gevolg. - De doorbloeding bij klimmers en controles is ongeveer gelijk in rust. Tijdens inspanning, zowel maximaal als submaximaal, wordt de doorbloeding significant hoger bij klimmers dan bij controles. - Op het vlak van absolute deoxygenatie is er een significant verschil aanwezig, namelijk dat dit gegeven zal stijgen met de intensiteit en steeds hoger is bij klimmers. Als de relatieve waarden bekeken worden die uitgezet worden ten opzichte van de amplitude in deoxy[hb+mb] tijdens de arteriële occlusie, bemerken we geen significant verschil tussen klimmers en controles, maar deze zal wel stijgen met de intensiteit. - Vasculaire conductie was significant hoger bij klimmers en dit voor het gehele verloop van het protocol. - Er werden geen verschillen gevonden op het vlak van doorbloeding en deoxygenatie tussen leadklimmers en boulderklimmers. 1. DOORBLOEDING TIJDENS INSPANNING In dit onderzoek blijkt dat de doorbloeding zal stijgen naargelang de intensiteit toeneemt. Dit valt logisch te verklaren doordat de spier in zuurstofnood komt indien de intensiteit verhoogd wordt waarop het lichaam reageert door de doorbloeding naar die actieve spier te doen toenemen. Voor de gehele groep steeg de doorbloeding dan ook per stijgende intensiteit. Ook de maximaal behaalde doorbloedingswaarde verschilt significant van alle submaximale waarden. Bovendien werd er eveneens een verband gevonden tussen MVC en de maximale spierdoorbloeding. Hoe hoger de maximale handknijpkracht van een persoon, hoe hoger de maximale spierdoorbloeding. Dit kan verklaard worden doordat een hogere MVC bereikt zal worden bijvoorbeeld ten gevolge van krachttraining. Deze krachttraining heeft cardiovasculaire aanpassingen zoals bijvoorbeeld capillarisatie en angiogenese als gevolg 32

40 DISCUSSIE (Wilmore et al. 2012). Verder induceert een hogere MVC ook een hogere metabole vraag. Uit deze twee aspecten zou een hogere doorbloeding kunnen volgen. Voor doorbloeding werd er een significant verschil gevonden tussen klimmers en controles en dit voor alle intensiteiten. Klimmers hadden een basiswaarde van gemiddeld 44,47 ml/ min en een maximale waarde van gemiddeld 573,57 ml/min. De doorbloeding van controles in rust was gemiddeld 51,04 ml/min en maximaal 321,99 ml/min. De maximale doorbloeding bij klimmers was dus 13 x zo hoog als in rust en bijna dubbel zoveel als controles. Er dient ook vermeld te worden dat het significant verschil niet beïnvloed werd door de basiswaarden in rust gezien deze voor klimmers en controles quasi gelijk waren. Studie Proefpersonen Doorbloeding rust Doorbloeding inspanning x verhoogd Huidige studie Klimmers 44,47 ml min ,57 ml min -1 x 13 Wimer & Baldi (2012) Walther et al. (2008) Walther et al. (2008) Walther et al. (2008) Walther et al. (2008) Controles 51,04 ml min ,99 ml min -1 x 6 Klimmers (aan 30% MVC) Zwemmers (gemeten in arm) Zwemmers (gemeten in been) Wielrenners (gemeten in arm) Wielrenners (gemeten in been) 5 ml 100 ml -1 min -1 of 63,35 ml min -1 Tabel 4 Vergelijking doorbloeding tijdens inspanning bij sportpopulaties 25 ml 100 ml -1 min -1 x 5 of 316,75 ml min ,4 ml min ,7 ml min -1 x ,8 ml min ,6 ml min -1 x 13 96,4 ml min ,4 ml min -1 x ,5 ml min ,2 ml min -1 x 16 Dit verschil tussen klimmers en controles werd eveneens aangetoond in de studies van Wimer & Baldi (2012) en Ferguson & Brown (1997). In deze onderzoeken werden er echter geen contracties uitgevoerd met stijgende intensiteit, maar werd de intensiteit respectievelijk vastgelegd op 30 en 40% van de MVC. De significant hogere doorbloeding kan verklaard worden door specifieke trainingsadaptaties ter hoogte van de voorarm die uitgelokt worden door de isometrische contracties, typisch aan het klimmen. Walther et al. (2008) onderzochten het verschil in doorbloeding in rust en maximaal bij wielrenners en zwemmers. Ook bij hen zien we een significant grotere stijging in doorbloeding met de grootste stijging in het lidmaat specifiek aan de sport. Zo zal de 33

41 DISCUSSIE doorbloeding bij wielrenners 16 x zo groot zijn in het been tijdens inspanning in vergelijking met rust en bij zwemmers situeert dit zich rond 12 x in de armen en 13 x in de benen (zie tabel 4). De gerapporteerde stijging in doorbloeding in huidig onderzoek komt dus overeen met stijgingen in andere sportpopulaties. Absoluut gezien is de doorbloeding bij klimmers wel lager. Dit kan verklaard worden doordat in het onderzoek van Walther et al. (2008) de doorbloeding geregistreerd werd ter hoogte van de a. femoralis (voor het been) en de fossa axillaris (voor de arm). Deze arteriën liggen proximaler en zouden een hoger slagvolume kunnen hebben omdat ze grotere spiergroepen moeten bevoorraden. Hierbij aansluitend blijkt ook uit het huidige onderzoek dat klimmers een grotere hyperemische respons zullen uitlokken na een arteriële occlusie in vergelijking met controles. Dit werd eerder al onderzocht in de studie van Ferguson & Brown (1997) waarbij er een arteriële occlusie van 10 minuten werd uitgevoerd bij klimmers en controles. De klimmers vertoonden ook hier een grotere hyperemische respons ten opzichte van controles. De stijging zou het gevolg kunnen zijn van aanpassingen in het vasculair bed van de voorarm. In het onderzoek van Alomari et al. (2010) ondergingen proefpersonen een trainingsprogramma van 4 weken onder de vorm van handknijpcontracties. Hier had de getrainde groep ook een grotere doorbloeding na occlusie, wat wel degelijk aantoont dat er lokale aanpassingen zullen optreden in de voorarmspier met onder andere een hogere doorbloeding als gevolg. Indien er reeds na 4 weken adaptaties op perifeer vasculair niveau te vinden zijn, kan dit ook mede de trainingsadaptaties van klimmers verklaren. De klimmers in ons onderzoek trainen minimum 3x per week wat voldoende prikkels zal geven voor chronische adaptaties. 2. DEOXYGENATIE TIJDENS INSPANNING Deoxygenatie werd absoluut en relatief gemeten. Beide gegevens zullen stijgen indien de intensiteit toeneemt. Absolute deoxygenatie verschilde significant voor beide groepen. De klimmers zullen steeds een hogere absolute deoxygenatie hebben dan de controles. Ook hier dient er opgemerkt te worden dat de klimmers steeds op een zwaardere absolute belasting werken waardoor de metabole belasting ook hoger ligt. Uit de absolute deoxy[hb+mb] kan dan ook geïnterpreteerd worden dat de mate van microvasculaire extractie groter is bij klimmers. Verder kan de stijging in zuurstofextractie verklaard worden door de hypothese die gesteld wordt in de review van Poole et al. (2011). Meer capillairen worden aangesproken tijdens inspanning in vergelijking met rust waardoor het hematocriet in de capillairen dan ook bijna 3 maal zo hoog zal zijn (Kindig et al., 2002). De PO 2 -gradiënt in de spiercellen zal dalen 34

42 DISCUSSIE waardoor hemoglobine en myoglobine meer zuurstofpartikels zullen afgeven. Verder werd er geen significant verschil gevonden tussen klimmers en controles voor relatieve deoxygenatie. MacLeod et al. (2007) onderzochten de zuurstofextractie bij klimmers en dit onder de vorm van reoxygenatie gemeten door ΔHbO 2. Dit verschilt van de huidige studie die de deoxygenatie registreert door middel van deoxy[hb+mb]. Verder werden eveneens contracties van de voorarmspier uitgevoerd, maar dit steeds tegen 40% van de vooraf verkregen MVC. Toch kan uit dit en het huidig onderzoek afgeleid worden dat klimmers trainingsadaptaties hebben op het vlak van zuurstofextractie, of dit nu tijdens of na inspanning is. Deze trainingsstatus op oxidatief vlak wordt ook gestaafd door de significant hogere amplitude in deoxygenatie na arteriële occlusie. Ook hier zullen er perifere aanpassingen ontstaan in de voorarmspier ten gevolge van de specifieke getraindheid van deze spiergroep zoals eerder vermeld bij doorbloeding. Verder zullen er tijdens het klimmen vaak partiële of volledige occlusies optreden in de voorarm, weliswaar van veel kortere duur (Usaj et al. 2007). Tijdens deze momenten zal het lichaam er al het nodige aan doen om toch zuurstof te kunnen opnemen. Juist door deze adaptaties zullen klimmers wellicht een grotere amplitude in absolute deoxygenatie vertonen. In voorgaande studies werden steeds isometrische contracties uitgevoerd, ritmisch of continu. Deze contracties worden ook gebruikt tijdens het klimmen en zijn dus geschikt om fysiologische eigenschappen te onderzoeken. In de huidige studie worden er cyclische contracties uitgevoerd wat meteen een verschil geeft. Uit de studie van Lewis et al. (1983) blijkt dat er echter geen verschil is tussen statische en dynamische handknijpcontracties op het vlak van pressor respons (=stijging in arteriële bloeddruk). Ook hier werden verbanden nagegaan tussen maximale handknijpkracht en maximaal bereikte deoxygenatiewaarden. Er bleek hierbij enkel een significant verband te bestaan bij absolute deoxygenatie. Hoe hoger de maximale handknijpkracht, hoe groter de maximaal bereikte absolute deoxygenatiewaarde. 3. DOORBLOEDING EN DEOXYGENATIE In de huidige studie werd er aangetoond dat de MVC en dus ook de absolute belasting per intensiteit groter was bij klimmers ten opzichte van controles en dit wellicht door de adaptaties ten gevolge van het frequent aanspreken van de voorarmmusculatuur tijdens het klimmen. Dit induceert dat de absolute metabole belasting bijgevolg op elke intensiteit, zowel submaximaal als maximaal, hoger was bij klimmers in vergelijking met controles. 35

43 DISCUSSIE Volgens het principe van Fick mvo 2 = Q m * (a-v) O 2 -verschil kan het lichaam beantwoorden aan een stijging in deze metabole vraag door enerzijds de zuurstofvoorziening naar de spier te verhogen door middel van stijging in doorbloeding en anderzijds door de microvasculaire O 2 extractie van capillair naar myocyt op te voeren. Door meermaals per week te trainen kan er aangenomen worden dat klimmers centrale, maar vooral ook perifere trainingsadaptaties hebben ondergaan die beide componenten ondersteunen (zie hierboven) en die dus toestaan om een zwaardere absolute inspanning te leveren. Dit blijkt uit het gegeven dat zowel de bloedvoorziening als de absolute O 2 extractie (deoxy[hb+mb]) hoger zijn bij klimmers in vergelijking met controles. Hierbij valt echter op te merken dat de stijging in doorbloeding bij klimmers in vergelijking met controles proportioneel veel sterker is toegenomen dan de O 2 extractie. In deze context valt op dat de relatieve stijging in deoxy[hb+mb] tijdens inspanning ten opzichte van de stijging in deoxy[hb+mb] tijdens de arteriële occlusie niet verschilt tussen klimmers en controles. Een mogelijke verklaring hiervoor is dat de trainingsadaptaties bij klimmers zodanig de bloedvoorziening faciliteren dat de relatieve microvasculaire O 2 extractie op eenzelfde niveau kan blijven. 4. VASCULAIRE CONDUCTIE Vasculaire conductie bleek in deze studie significant hoger bij klimmers dan bij controles. Dit verschil wordt ook aangetoond in de studie van Wimer & Baldi (2012) die klimmers op dit vlak vergeleken met duurlopers en controles gedurende een dynamische handknijptest. In het onderzoek van Ferguson & Brown (1997) was er een trend tot significantie waarbij klimmers een hogere vasculaire conductie neigden te hebben gedurende ritmische isometrische contracties. Uit deze resultaten kan toch worden afgeleid dat klimmers over een verbeterde vasodilatorische capaciteit beschikken. Zoals reeds vermeld in de literatuurstudie zullen er structurele trainingsadaptaties plaatsvinden die de vasculaire conductie zullen wijzigen zoals een stijging in oppervlakte van het capillaire bed, de mogelijkheid van de arteriën om een grotere doorbloeding tegemoet te komen en functionele adaptaties in het vasculaire spierbed. 5. LEAD VS BOULDER In deze pilootstudie probeerden we de fysiologische eigenschappen op het vlak van doorbloeding en O 2 extractie te onderzoeken bij klimmers. Gezien er binnen de klimsport verschillende disciplines bestaan met elk hun specifieke bewegingen, werd er geprobeerd om 36

44 DISCUSSIE ook hier verschillen te zoeken. Uit de resultaten kan echter afgeleid worden dat we geen significante verschillen hebben gevonden voor doorbloeding en deoxygenatie tussen lead en boulder. Beide groepen tonen wel duidelijke trainingsadaptaties ter hoogte van de voorarm gezien de significante verschillen in vergelijking met sedentaire controles. Uit dit onderzoek blijkt dat er geen verschil is tussen doorbloeding en deoxygenatie bij beide condities maar dit verschil zou eventueel wel kunnen bestaan in de productie van metabole bijproducten. La Torre et al. (2009) zagen echter een gelijkwaardige lactaatwaarde voor boulder en leadklimmers. Het niet significante verschil tussen lead en boulder zou eventueel te verklaren zijn door de klimpopulatie in dit onderzoek. Het is namelijk zeer moeilijk om klimmers te vinden die enkel boulderen of leadklimmen. Beide disciplines worden namelijk geïntegreerd in het trainingsschema waarbij boulderen telt voor krachttraining en leadklimmen voornamelijk voor krachtuithouding en weerstandstraining. Klimmers die aan Belgische competities deelnemen zullen dan ook vaak de focus verleggen van boulder in het najaar naar lead in het voorjaar. Dit fenomeen valt ook op in het wereldbekercircuit waarbij topklimmers zowel op lead als boulder zullen presteren. Toch werd er geprobeerd om de proefpersonen zo veel mogelijk in 1 categorie te plaatsen. Verder zou er ook de vraag gesteld kunnen worden over het aantal klimmers. Aan dit onderzoek namen 10 leadklimmers en 8 boulderklimmers deel. In het onderzoek van Fanchini et al. (2013) was deze verdeling en werden er significante verschillen gevonden voor maximale vingerkracht en snelheid waarmee kracht geproduceerd werd tussen beide groepen. Het aantal proefpersonen per discipline was in hun studie geen limitatie waardoor dit ook in het huidig onderzoek geen probleem zou moeten geven. 6. LIMITATIES Na het lezen van bovenstaande discussie kunnen er enkele limitaties vermeld worden. Zo is de handknijptest ten eerste niet klimspecifiek. Ze vraagt echter wel de nodige contracties van de voorarmmusculatuur, maar de mogelijkheid bestaat dat de spieren tijdens typische klimhoudingen anders aangesproken worden. Zo zou het testapparaat van Philippe et al. (2012) meer aanleunen bij een typische klimbeweging. Ten tweede is het uiterst moeilijk om eliteklimmers te vinden die enkel boulder of enkel lead doen vanwege het gebruik van beide disciplines in huidige trainingsmethodieken. 37

45 DISCUSSIE Daarnaast kan de duur van de contractie tijdens de handknijptest ook in vraag gesteld worden. In de huidige studie was de verhouding tussen contractie en rust 1 sec 1 sec. Tijdens het klimmen zal een contractie echter veel langer duren wat ook weergegeven wordt in de studie van White et al. (2010). De verhouding inspanning-rust was tijdens boulderen 13:1 seconden en tijdens leadklimmen 3:1 seconden. Hieruit kan geconcludeerd worden dat er een verschillend testprotocol zal moeten bestaan voor lead of boulder. Verder werd er ook een geen rekening gehouden met onderhuids vet wat ook het signaal van deoxy[hb+mb] kan beïnvloeden. In de studie van Van Beekvelt et al. (2001) werd er namelijk aangetoond dat indien er een hoger subcutaan vetpercentage aanwezig was, de musculaire zuurstofextractie gemeten door NIRS beduidend lager was in vergelijking met personen met een lager vetpercentage. Het infrarood licht zal de spier minder kunnen penetreren indien het subcutaan vetgehalte toeneemt (zie figuur 23). Figuur 23 Invloed van dikte van het subcutaan vetweefsel op zuurstofextractie gemeten door NIRS. Van Beekvelt et al., (2001) 38